与えられた多項式 $p(x) = x^3 - x^2 - 4x + 4$ が、与えられた一次式 $x-1$, $x+1$, $x-2$, $x+2$ を因数に持つかどうかを調べる問題です。

代数学多項式因数定理因数分解
2025/4/26

1. 問題の内容

与えられた多項式 p(x)=x3x24x+4p(x) = x^3 - x^2 - 4x + 4 が、与えられた一次式 x1x-1, x+1x+1, x2x-2, x+2x+2 を因数に持つかどうかを調べる問題です。

2. 解き方の手順

因数定理を利用します。因数定理とは、多項式 p(x)p(x) に対して、p(a)=0p(a) = 0 ならば、xax-ap(x)p(x) の因数である、というものです。
それぞれの一次式に対して、p(x)p(x) に値を代入して計算し、p(a)=0p(a)=0 になるかどうかを確認します。
(1) x1x-1 の場合、x=1x=1 を代入します。
p(1)=(1)3(1)24(1)+4=114+4=0p(1) = (1)^3 - (1)^2 - 4(1) + 4 = 1 - 1 - 4 + 4 = 0
よって、x1x-1p(x)p(x) の因数です。
(2) x+1x+1 の場合、x=1x=-1 を代入します。
p(1)=(1)3(1)24(1)+4=11+4+4=6p(-1) = (-1)^3 - (-1)^2 - 4(-1) + 4 = -1 - 1 + 4 + 4 = 6
よって、x+1x+1p(x)p(x) の因数ではありません。
(3) x2x-2 の場合、x=2x=2 を代入します。
p(2)=(2)3(2)24(2)+4=848+4=0p(2) = (2)^3 - (2)^2 - 4(2) + 4 = 8 - 4 - 8 + 4 = 0
よって、x2x-2p(x)p(x) の因数です。
(4) x+2x+2 の場合、x=2x=-2 を代入します。
p(2)=(2)3(2)24(2)+4=84+8+4=0p(-2) = (-2)^3 - (-2)^2 - 4(-2) + 4 = -8 - 4 + 8 + 4 = 0
よって、x+2x+2p(x)p(x) の因数です。

3. 最終的な答え

p(x)=x3x24x+4p(x) = x^3 - x^2 - 4x + 4 の因数であるものは、x1x-1, x2x-2, x+2x+2 です。

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